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2014 年度 実績報告書

希土類元素同位体宇宙化学の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 26247095
研究機関広島大学

研究代表者

日高 洋  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10208770)

研究分担者 米田 成一  独立行政法人国立科学博物館, 理工学研究部, 理化学グループ長 (60210788)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード希土類元素 / 同位体 / 質量分析 / 隕石
研究実績の概要

本研究では各種希土類元素の同位体組成ならびに核化学的特徴に着目して,(1)太陽系始原物質から太陽系物質を構成する元素の起源を探ること,(2)太陽系内惑星初期分化物質から初期分化に伴う物質移動を読み取ること,(3)惑星の初期分化過程(2)がいつ生じたかについて時間軸を設定すること,を目的とし,まず,単核種元素,およびEu, Luを除く8種の希土類元素を効率よく迅速に化学分離する手法の開発に取り組んだ。
0.15~1.0 M 塩酸を溶離液としたLNレジンを用いることでLa, Ce, Nd, Sm, Gd, Dy, Er, Ybの分離手法を開発した。
さらに,同手法を分化した隕石である8種類のユークライトに応用し,各隕石試料の希土類元素相互分離をおこなった。引き続いて分離試料の同位体測定を進行中であるが、現段階において(1)Ce同位体測定から138La-138Ce壊変系に基づく太陽系初期の年代学データ,(2)Nd同位体測定から147Sm-143Nd壊変系および146Sm-142Nd壊変系に基づく年代学データ,(3)SmおよびGd同位体測定から宇宙線照射の影響による中性子捕獲反応に基づく149Sm-150Smおよび157Gd-158Gdの同位体シフト,を顕著にとらえることができた。これらの同位体データをシステマティックに解釈することにより,個々の惑星物質が置かれてきた太陽系内の環境,惑星の進化過程に新しい解釈を付け加えることが期待できる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

高精度同位体分析のために必須である希土類元素の相互分離手法、および質量分析による高精度同位体測定法、について確立することができ、本研究の基礎的検討はすべて終了した。今後は各種隕石試料や月表層試料について同手法を適用することで、迅速に実測データを取得していく予定である。なお、本研究で用いる惑星物質試料は世界中の関連研究施設を通してすでに入手ずみである。以上より、おおむね順調に研究が進展していると言える。

今後の研究の推進方策

特殊化学樹脂(LNレジン)を用いて希土類元素を迅速かつ効率よく分離する化学的手法が確立できたたため、同手法を各種惑星物質試料に適用し、試料中のLa, Ce, Nd, Sm, Gd, Dy, Er, Yb, Luについて質量分析による精密同位体測定を試みる。
昨年度は同化学分離手法を太陽系内で初期分化した隕石の一種であるユークライトに適用し,その一連の同位体測定を実施した。同位体測定は現在も進行中であるが,今後,ユークライトに引き続いて,同じく初期分化した隕石であるダイオジェナイトや月表層物質について同様なアプローチをしていく予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Isotopic excesses of proton-rich nuclei related to space weathering observed in a gas-rich meteorite Kapoeta2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka and S. Yoneda
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 786 ページ: 138(8pp)

    • DOI

      10.1088/0004-637X/786/2/138

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Major and trace elements of zircons from basaltic eucrites: Implications for the formation of zircons on the eucrites parent body2014

    • 著者名/発表者名
      M. Haba, A. Yamaguchi, K. Horie and H. Hidaka
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 387 ページ: 10-21

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2013.11.006

    • 査読あり
  • [学会発表] Isotopic studies of Sr, Ba, Ce, Nd, Sm and Gd in eucrites2015

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka, K. Sera and S. Yoneda
    • 学会等名
      46th Lunar and Planeary Science Conference
    • 発表場所
      The Woodlands, TX, USA
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-20
  • [学会発表] Isotopic and Geochemical Studies of Sr and REE in Eucrites and Diogenites2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka, K. Sera and S. Yoneda
    • 学会等名
      第37回南極隕石シンポジウム
    • 発表場所
      立川、東京
    • 年月日
      2014-12-02 – 2014-12-03
  • [学会発表] Chronological and geochemical characterization of lunar agglutinates2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka and N. Sakamoto
    • 学会等名
      7th Interenational SHRIMP workshop
    • 発表場所
      Kurobe, Toyama, Japan
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-10-02
    • 招待講演
  • [学会発表] 月最表層物質中にみられるバリウム同位体変動2014

    • 著者名/発表者名
      日高 洋、米田成一
    • 学会等名
      2014年度日本地球化学会年会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-18
  • [学会発表] Ba isotopic variations due to space weathering processes observed in lunar surficial soils2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka and S. Yoneda
    • 学会等名
      77th Annual Meeting of the Meteoritical Society
    • 発表場所
      Casablanca, Morocco
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-13
  • [学会発表] Sr, Ba and REE isotopic studies of eucrites2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka, K. Sera and S. Yoneda
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference 2014
    • 発表場所
      Sacramento, CA, USA
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-13
  • [学会発表] ユークライトの希土類元素、SrおよびBa同位体研究2014

    • 著者名/発表者名
      世羅浩平、日高 洋、米田成一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      横浜、神奈川
    • 年月日
      2014-04-28 – 2014-05-02

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公開日: 2016-06-01  

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